YM高压天然气乙熔回收换热网络研究

【摘要】：天然气乙烷回收工艺系统既是乙烷回收系统,又是能量消耗系统,存在着工艺适应性不强、乙烷回收率不高、换热网络不够优化、易形成二氧化碳固体等问题。以YM气质作为研究基础数据,开展高压天然气乙烷回收换热网络研究,降低乙烷回收装置的能耗,提高乙烷回收率,对实现高压天然气乙烷回收工艺的高效、节能应用具有重要的实用和指导价值。 本论文对天然气乙烷回收进行了资料收集和调研,对各种天然气乙烷回收工艺的优缺点进行了分析,以YM气质作为研究基础数据,计算了高压天然气典型乙烷回收工艺的单位产品综合能耗和乙烷回收率,分析了高压天然气典型乙烷回收工艺乙烷回收率较低的原因,运用基于夹点的换热网络分析技术对高压天然气典型乙烷回收RSV工艺和HPA工艺进行了换热网络模拟与分析,分析出最佳换热方式,找到了换热网络系统的最小夹点温度,计算了冷、热公用工程的实际负荷、目标负荷和节能潜力,分析出空冷器、重沸器是导致换热网络跨夹点传热的主要原因,对RSV工艺和HPA工艺的换热网络进行优化,增大乙烷回收率,对优化后的天然气乙烷回收换热网络进行气质适应性分析,在天然气乙烷回收换热网络优化的基础上提出了控制二氧化碳冻堵的方案。 以YM气质作为研究基础数据对高压天然气典型乙烷回收工艺的换热网络进行模拟分析与优化后,RSV工艺的乙烷回收率由优化前的73.11%提高至优化后的86.49%,单位产品综合能耗由优化前的6.26MJ/kg增至优化后的6.47MJ/kg,乙烷回收率增幅较大,单位产品综合能耗增幅较小,换热网络的跨夹点传热负荷由优化前的2020.005kW降为优化后的1623.059kW; HPA工艺的乙烷回收率由优化前的78.98%提高至优化后的87.40%,单位产品综合能耗由优化前的5.08MJ/kg降至优化后的4.50MJ/kg,换热网络的跨夹点传热负荷由优化前的2148.618kW降为优化后的1558.889kW。天然气乙烷回收换热网络的优化具有显著效果。 【关键词】：YM高压天然气 乙烷回收 工艺分析 换热网络 二氧化碳冻堵
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TE646;TQ221.12
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-7
• 第1章 绪论7-13
• 1.1 研究目的与意义7
• 1.2 国内外技术现状7-11
• 1.2.1 乙烷回收工艺技术现状7-8
• 1.2.2 制冷工艺技术现状8-10
• 1.2.3 换热网络模拟与分析技术10-11
• 1.3 研究主要内容11
• 1.4 技术路线11
• 1.5 创新点11-13
• 第2章 YM高压天然气乙烷回收工艺分析及评价13-27
• 2.1 天然气乙烷回收工艺分析13-18
• 2.2 YM高压天然气RSV工艺和HPA工艺流程模拟18-24
• 2.2.1 工艺流程模拟软件优选18-19
• 2.2.2 乙烷回收工艺基础数据19-21
• 2.2.3 工艺流程模拟21-24
• 2.3 YM高压天然气RSV工艺和HPA工艺流程分析及评价24-26
• 2.4 小结26-27
• 第3章 YM高压天然气乙烷回收换热网络分析与优化27-62
• 3.1 夹点分析技术27-28
• 3.2 换热网络模拟与分析技术28-31
• 3.3 换热器换热效果分析31-33
• 3.4 YM高压天然气乙烷回收RSV工艺换热网络分析与优化33-45
• 3.4.1 RSV工艺换热网络分析33-38
• 3.4.2 RSV工艺换热网络优化38-43
• 3.4.3 RSV工艺换热网络优化前后对比分析43-44
• 3.4.4 优化后的RSV工艺换热网络气质适应性分析44-45
• 3.5 YM高压天然气乙烷回收HPA工艺换热网络分析与优化45-57
• 3.5.1 HPA工艺换热网络分析45-50
• 3.5.2 HPA工艺换热网络优化50-55
• 3.5.3 HPA工艺换热网络优化前后对比分析55
• 3.5.4 优化后的HPA工艺换热网络气质适应性分析55-57
• 3.6 天然气乙烷回收关键工艺参数分析57-60
• 3.7 小结60-62
• 第4章 高压天然气乙烷回收的CO_2冻堵控制62-73
• 4.1 CH_4-CO_2体系固体CO_2形成条件62-65
• 4.2 乙烷回收控制CO_2冻堵的理论方法65-66
• 4.3 控制CO_2冻堵的乙烷回收工艺模拟与分析66-71
• 4.4 小结71-73
• 第5章 结论73-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-82
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果82

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